面向?qū)ο笤O(shè)計理念-4學(xué)時

1、第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計面向?qū)ο笤O(shè)計計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計面向?qū)ο笤O(shè)計如何設(shè)計一個軟件系統(tǒng)？如何設(shè)計一個軟件系統(tǒng)？軟件開發(fā)的過程軟件開發(fā)的過程一個例子的相關(guān)描述一個例子的相關(guān)描述第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計理念面向?qū)ο笤O(shè)計理念軟件系統(tǒng)開發(fā)過程描述軟件系統(tǒng)開發(fā)過程描述1 1問題定義問題定義 2 2可行性研究可行性研究3 3需求分析需求分析4 4總體設(shè)計總體設(shè)計5 5詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)設(shè)計6 6編碼和單元測試編碼和單元測試7 7綜合測試綜合測試8 8軟件維護(hù)軟件維護(hù)通過問題定義階段的工作，系統(tǒng)分析員通過問題定義階段的工作，系統(tǒng)分析員應(yīng)該提出關(guān)于問題性質(zhì)、

2、工程目標(biāo)和規(guī)應(yīng)該提出關(guān)于問題性質(zhì)、工程目標(biāo)和規(guī)模的書面報告。通過對系統(tǒng)的實際用戶模的書面報告。通過對系統(tǒng)的實際用戶和使用部門負(fù)責(zé)人的訪問調(diào)查，分析員和使用部門負(fù)責(zé)人的訪問調(diào)查，分析員扼要地寫出他對問題的理解，并在用戶扼要地寫出他對問題的理解，并在用戶和使用部門負(fù)責(zé)人的會議上認(rèn)真討論這和使用部門負(fù)責(zé)人的會議上認(rèn)真討論這份書面報告，澄清含糊不清的地方，改份書面報告，澄清含糊不清的地方，改正理解不正確的地方，最后得出一份雙正理解不正確的地方，最后得出一份雙方都滿意的文檔。方都滿意的文檔。這個階段要回答的關(guān)鍵問題：這個階段要回答的關(guān)鍵問題：“對于上對于上一個階段的問題有行得通的解決辦法？一個階段的問題

3、有行得通的解決辦法？”為了回答這個問題，系統(tǒng)分析員需要進(jìn)為了回答這個問題，系統(tǒng)分析員需要進(jìn)行一次大大壓縮和簡化了的系統(tǒng)分析和行一次大大壓縮和簡化了的系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程，也就是在較抽象的高層次設(shè)計的過程，也就是在較抽象的高層次上進(jìn)行的分析和設(shè)計的過程。上進(jìn)行的分析和設(shè)計的過程。這這個階段的任務(wù)仍然不是具體的解決這這個階段的任務(wù)仍然不是具體的解決問題，而是準(zhǔn)確地確定問題，而是準(zhǔn)確地確定“為了解決這個為了解決這個問題，目標(biāo)系統(tǒng)必須做什么問題，目標(biāo)系統(tǒng)必須做什么”，主要是，主要是確定目標(biāo)系統(tǒng)必須具備哪些功能。確定目標(biāo)系統(tǒng)必須具備哪些功能。這個階段必須回答的關(guān)鍵問題是這個階段必須回答的關(guān)鍵問題是“概括

4、概括地說應(yīng)該如何解決這個問題？地說應(yīng)該如何解決這個問題？”系統(tǒng)分析員應(yīng)該使用系統(tǒng)流程圖或其他系統(tǒng)分析員應(yīng)該使用系統(tǒng)流程圖或其他工具描述每種可能的系統(tǒng)，估計每種方工具描述每種可能的系統(tǒng)，估計每種方案的成本和效益，還應(yīng)該在充分權(quán)衡各案的成本和效益，還應(yīng)該在充分權(quán)衡各種方案的利弊的基礎(chǔ)上，推薦一個較好種方案的利弊的基礎(chǔ)上，推薦一個較好的系統(tǒng)（最佳方案），并且制定實現(xiàn)所的系統(tǒng)（最佳方案），并且制定實現(xiàn)所推薦的系統(tǒng)的詳細(xì)計劃。如果用戶接受推薦的系統(tǒng)的詳細(xì)計劃。如果用戶接受分析員推薦的系統(tǒng)，則可以著手完成本分析員推薦的系統(tǒng)，則可以著手完成本階段的另一項主要工作。階段的另一項主要工作?？傮w設(shè)計階段以比較抽象

5、概括的方式提總體設(shè)計階段以比較抽象概括的方式提出了解決問題的方法，詳細(xì)設(shè)計階段的出了解決問題的方法，詳細(xì)設(shè)計階段的任務(wù)就是把解決方法具體化，也就是回任務(wù)就是把解決方法具體化，也就是回答關(guān)鍵問題：答關(guān)鍵問題：“應(yīng)該怎樣具體的實現(xiàn)這應(yīng)該怎樣具體的實現(xiàn)這個系統(tǒng)呢？個系統(tǒng)呢？”。程序員根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)的性質(zhì)和實際環(huán)境，程序員根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)的性質(zhì)和實際環(huán)境，選取一種適當(dāng)?shù)母呒壋绦蛟O(shè)計語言（必選取一種適當(dāng)?shù)母呒壋绦蛟O(shè)計語言（必要時用匯編語言）把詳細(xì)設(shè)計的結(jié)果翻要時用匯編語言）把詳細(xì)設(shè)計的結(jié)果翻譯成用選定的語言書寫的程序，并且仔譯成用選定的語言書寫的程序，并且仔細(xì)測試編寫出的每一個模塊。細(xì)測試編寫出的每一個模塊。

6、這個階段的關(guān)鍵任務(wù)是通過各種類型的這個階段的關(guān)鍵任務(wù)是通過各種類型的測試及相應(yīng)的調(diào)試，使軟件達(dá)到預(yù)定的測試及相應(yīng)的調(diào)試，使軟件達(dá)到預(yù)定的要求。要求。維護(hù)階段的關(guān)鍵任務(wù)是通過各種必要的維護(hù)階段的關(guān)鍵任務(wù)是通過各種必要的維護(hù)活動使系統(tǒng)持久的滿足用戶的需要。維護(hù)活動使系統(tǒng)持久的滿足用戶的需要。4第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計面向?qū)ο笤O(shè)計 6.1 6.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求分析 6.2 6.2 系統(tǒng)的系統(tǒng)的UMLUML基本模型基本模型 6.3 6.3 系統(tǒng)中的類系統(tǒng)中的類 6.4 6.4 系統(tǒng)的配置與實現(xiàn)系統(tǒng)的配置與實現(xiàn)56.1 6.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求分析

7、 6.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求 6.1.2 6.1.2 數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊 6.1.3 6.1.3 基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊 6.1.4 6.1.4 信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊66.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個方面：系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個方面：學(xué)生可以登錄網(wǎng)站、瀏覽信息、查找信息和下載學(xué)生可以登錄網(wǎng)站、瀏覽信息、查找信息和下載文件。文件。教師可以登錄網(wǎng)站、輸入課程簡介、上傳課件文教師可以登錄網(wǎng)站、輸入課程簡介、上傳課件文件、發(fā)布消息、修改和更新消息。件、發(fā)布消息、修改和更新消息。 系統(tǒng)管理員可以對

8、頁面維護(hù)以及批準(zhǔn)用戶的注冊系統(tǒng)管理員可以對頁面維護(hù)以及批準(zhǔn)用戶的注冊申請。申請。76.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)主要包括以下幾個模塊：系統(tǒng)主要包括以下幾個模塊： 數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊 基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊 信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊86.1.2 6.1.2 數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊包含的功能：包含的功能： 教師信息管理教師信息管理 課程信息管理課程信息管理 文件上傳信息的管理文件上傳信息的管理96.1.3 6.1.3 基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊包含的功能：包含的功能： 文件上傳文件上傳

9、 文件下載文件下載 消息發(fā)布消息發(fā)布 消息修改和更新消息修改和更新 頁面維護(hù)頁面維護(hù) 用戶注冊批準(zhǔn)用戶注冊批準(zhǔn)106.1.4 6.1.4 信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊主要用于網(wǎng)頁上信息主要用于網(wǎng)頁上信息的瀏覽、搜索，包括：的瀏覽、搜索，包括： 網(wǎng)頁信息瀏覽網(wǎng)頁信息瀏覽 文章信息搜索文章信息搜索116.2 6.2 系統(tǒng)的系統(tǒng)的UMLUML基本模型基本模型 6.2.1 6.2.1 系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的用例圖 6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的時序圖系統(tǒng)的時序圖 6.2.3 6.2.3 系統(tǒng)的協(xié)作圖系統(tǒng)的協(xié)作圖 6.2.4 6.2.4 系統(tǒng)的狀態(tài)圖系統(tǒng)的狀態(tài)圖

10、6.2.5 6.2.5 系統(tǒng)的活動圖系統(tǒng)的活動圖12補充：補充：UMLUML建模語言建模語言 統(tǒng)一建模語言（UML是 Unified Modeling Language的縮寫）是用來對軟件密集系統(tǒng)進(jìn)行可視化建模的一種語言。 UML為采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行說明說明、可視化可視化、和編制文檔編制文檔的一種標(biāo)準(zhǔn)語言。 UML最大的好處減少了溝通的成本，把一些想法能夠很清晰直觀的表達(dá)出來，在設(shè)計的過程中，使用得較多的是用例圖，類圖，組件圖，部署圖和用例圖，類圖，組件圖，部署圖和時序圖時序圖。 13補充：UML用例圖 用例圖用例圖描述了系統(tǒng)提供的一個功能單元。 用例圖的主要目的主

11、要目的是幫助開發(fā)團(tuán)隊以一種可視化的方式理解系統(tǒng)的功能需求，包括基于基本流程的角色角色（actors，也就是與系統(tǒng)交互的其他實體）關(guān)系關(guān)系，以及系統(tǒng)內(nèi)用例之間用例之間的關(guān)系。 146.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求創(chuàng)建用例圖之前首先需要確定參與者。創(chuàng)建用例圖之前首先需要確定參與者。 系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個方面：系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個方面：學(xué)生學(xué)生可以登錄網(wǎng)站、瀏覽信息、查找信息和下載可以登錄網(wǎng)站、瀏覽信息、查找信息和下載文件。文件。教師教師可以登錄網(wǎng)站、輸入課程簡介、上傳課件文可以登錄網(wǎng)站、輸入課程簡介、上傳課件文件、發(fā)布消息、修改和更新消息。件、發(fā)布消息、修改和更

12、新消息。 系統(tǒng)管理員系統(tǒng)管理員可以對頁面維護(hù)以及批準(zhǔn)用戶的注冊可以對頁面維護(hù)以及批準(zhǔn)用戶的注冊申請。申請。156.1.1 6.1.1 系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的用例圖 1 1） 系統(tǒng)用戶參與的總的用例圖系統(tǒng)用戶參與的總的用例圖 2 2） 學(xué)生參與的用例圖學(xué)生參與的用例圖 3 3） 教師參與的用例圖教師參與的用例圖 4 4） 系統(tǒng)管理員參與的用例圖系統(tǒng)管理員參與的用例圖166.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個方面：系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個方面：學(xué)生學(xué)生可以可以登錄登錄網(wǎng)站、網(wǎng)站、瀏覽瀏覽信息、信息、查找查找信息和信息和下載下載文件。

13、文件。教師教師可以可以登錄登錄網(wǎng)站、網(wǎng)站、輸入輸入課程簡介、課程簡介、上傳上傳課件文課件文件、件、發(fā)布發(fā)布消息、消息、修改修改和和更新更新消息。消息。 系統(tǒng)管理員系統(tǒng)管理員可以對頁面可以對頁面維護(hù)維護(hù)以及以及批準(zhǔn)批準(zhǔn)用戶的注冊用戶的注冊申請。申請。17171. 1. 系統(tǒng)用戶參與的總的用例圖系統(tǒng)用戶參與的總的用例圖182. 2. 學(xué)生參與的用例圖學(xué)生參與的用例圖學(xué)生學(xué)生可以可以登錄登錄網(wǎng)站、網(wǎng)站、瀏覽瀏覽信息、信息、查找查找信息和信息和下載下載文件。文件。193. 3. 教師參與的用例圖教師參與的用例圖教師教師可以可以登錄登錄網(wǎng)站、網(wǎng)站、輸入輸入課程簡介、課程簡介、上傳上傳課件文件、課件文件、

14、發(fā)布發(fā)布消息、消息、修改修改和和更新更新消息。消息。204. 4. 系統(tǒng)管理員參與的用例圖系統(tǒng)管理員參與的用例圖系統(tǒng)管理員系統(tǒng)管理員可以對頁面可以對頁面維護(hù)維護(hù)以及以及批準(zhǔn)批準(zhǔn)用戶的注冊申請。用戶的注冊申請。21補充：UML時序圖 時序圖主要用于按照交互發(fā)生的一系列順序，顯示對象之間的這些交互。 主要用途之一，是把用例表達(dá)的需求，轉(zhuǎn)化為進(jìn)一步、更加正式層次的精細(xì)表達(dá)。 226.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的時序圖系統(tǒng)的時序圖 1. 1. 系統(tǒng)管理人員管理網(wǎng)站的時序圖系統(tǒng)管理人員管理網(wǎng)站的時序圖 2. 2. 用戶登錄系統(tǒng)的時序圖用戶登錄系統(tǒng)的時序圖 3. 3. 學(xué)生下載文件的時序圖學(xué)生下載文件的時序

15、圖231. 1. 系統(tǒng)管理人員管理網(wǎng)站的時序圖系統(tǒng)管理人員管理網(wǎng)站的時序圖242. 2. 用戶登錄系統(tǒng)的時序圖用戶登錄系統(tǒng)的時序圖253. 3. 學(xué)生下載文件的時序圖學(xué)生下載文件的時序圖26補充：UML協(xié)作圖 協(xié)作圖強調(diào)的是發(fā)送和接收消息的對象之間的組織結(jié)構(gòu)。 一個協(xié)作圖顯示了一系列的對象和在這些對象之間的聯(lián)系以及對象間發(fā)送和接收的消息。 協(xié)作圖用于顯示對象之間如何進(jìn)行交互以執(zhí)行特定用例或用例中特定部分的行為。 用于確定類的職責(zé)和接口。 276.2.3 6.2.3 系統(tǒng)的協(xié)作圖系統(tǒng)的協(xié)作圖 1. 1. 用戶登錄系統(tǒng)的協(xié)作圖用戶登錄系統(tǒng)的協(xié)作圖 2. 2. 學(xué)生下載文件的協(xié)作圖學(xué)生下載文件的協(xié)作

16、圖281. 1. 用戶登錄系統(tǒng)的協(xié)作圖用戶登錄系統(tǒng)的協(xié)作圖292. 2. 學(xué)生下載文件的協(xié)作圖學(xué)生下載文件的協(xié)作圖30補充：UML狀態(tài)圖 狀態(tài)圖表示某個類所處的不同狀態(tài)和該類的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信息。 狀態(tài)圖顯示了它們可以表達(dá)的一些潛在信息。 316.2.4 6.2.4 系統(tǒng)的狀態(tài)圖系統(tǒng)的狀態(tài)圖32補充：UML活動圖 活動圖闡明了業(yè)務(wù)用例實現(xiàn)的工作流程。 可以使用垂直實線將活動圖劃分為泳道。每條泳道代表整個工作流程的某個部分的職責(zé)，該職責(zé)由組織的某個部門來執(zhí)行。 泳道最終可以由組織單元或者業(yè)務(wù)對象模型中的一組類來實施。 33336.2.5 6.2.5 系統(tǒng)的活動圖系統(tǒng)的活動圖 1. 1. 用戶登錄系統(tǒng)的

17、活動圖用戶登錄系統(tǒng)的活動圖 2. 2. 教師上傳課件的活動圖教師上傳課件的活動圖 3. 3. 系統(tǒng)管理員進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)的活動圖系統(tǒng)管理員進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)的活動圖341. 1. 用戶登錄系統(tǒng)的活動圖用戶登錄系統(tǒng)的活動圖352. 2. 教師上傳課件的活動圖教師上傳課件的活動圖363. 3. 系統(tǒng)管理員進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)的活動圖系統(tǒng)管理員進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)的活動圖37補充：UML類圖 類圖顯示了模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，特別是模型中存在的類、類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及它們與其他類的關(guān)系等。 類圖不顯示暫時性信息。 386.3 6.3 系統(tǒng)中的類系統(tǒng)中的類 1. 1. 類圖的生成類圖的生成 2. 2. 各個類之間的關(guān)系各個類之間的關(guān)系39

18、1. 1. 類圖的生成類圖的生成 參與者相關(guān)的類參與者相關(guān)的類 一些其他的類一些其他的類40（1 1）參與者相關(guān)的類）參與者相關(guān)的類41（2 2）一些其他的類）一些其他的類422. 2. 各個類之間的關(guān)系各個類之間的關(guān)系436.4 6.4 系統(tǒng)的配置與實現(xiàn)系統(tǒng)的配置與實現(xiàn)44補充：UML部署圖 UML部署圖（對象管理組織2001）描述了一個運行時的硬件結(jié)點，以及在這些結(jié)點上運行的軟件組件的靜態(tài)視圖。 部署圖顯示了系統(tǒng)的硬件，安裝在硬件上的軟件，以及用于連接異構(gòu)的機(jī)器之間的中間件。 4545系統(tǒng)的配置圖系統(tǒng)的配置圖46第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計面向?qū)ο笤O(shè)計設(shè)計準(zhǔn)則設(shè)計準(zhǔn)則1.1.模塊化模塊化l對象就是模塊。它是把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作這些數(shù)據(jù)的方法緊對象就是